Лабораторная работа № 1 электрические измерения

Используемые модули: № 1, 4.

1. Цель лабораторной работы

• ознакомиться с приборами, используемыми в лабораторном практикуме;

• ознакомиться с методикой измерений постоянных и переменных напряжений, частоты и фазы периодических сигналов;

• ознакомиться с методикой измерения входных и выходных сопротивлений электронных устройств.

2. Сведения из теории

Измерения занимают большой удельный вес в электротехнике, разработке, исследовании и эксплуатации устройств промышленной электроники. Это связано с тем, что расчеты многих устройств дают лишь ориентировочные данные, а реальные режимы работы и оптимальные параметры можно установить только на основании эксперимента. Исследование устройств промышленной электроники и их эксплуатация невозможны без измерительной аппаратуры: неосуществим ни количественный, ни качественный анализ интересующих нас явлений.

Специфика измерений заключается в необходимости определения большого числа параметров, имеющих широкие диапазоны возможных значений, а также в применении специальных методов измерений. Все это обусловливает разнообразие и многотипность современной измерительной аппаратуры.

Ниже приводится классификация используемых измерительных приборов, дается краткая характеристика тех приборов, которые используются при выполнении лабораторных работ, и рассматриваются основные методы измерений с использованием этих приборов.

2.1. Обобщенная классификация измерительных приборов

Основные измерительные приборы можно условно разделить на следующие группы.

1. Измерительные генераторы – источники сигналов, используемые для калиброванного воздействия на исследуемые или настраиваемые устройства. Отклики устройств на эти воздействия и являются экспериментальными характеристиками. Эти генераторы позволяют измерять ряд параметров сигналов методом сравнения, градуировать приборы, питать измерительные схемы.

2. Приборы для измерения параметров и характеристик сигналов. Эта группа объединяет большое число приборов различных типов: вольтметры, амперметры, частотомеры, осциллографы и т. д.

3. Приборы для измерения характеристик и параметров четырехполюсников, двухполюсников и различных элементов электронных схем. В состав таких приборов входят как источники сигналов, так и индикаторы. Примерами могут служить измеритель частотных и переходных характеристик, приборы для измерения величин емкостей, индуктивностей и сопротивлений.

2.2. Осциллограф универсальный с1-151

Осциллограф предназначен для визуального наблюдения формы электрических сигналов и измерения их амплитудных и временных параметров. С его помощью можно наблюдать функциональную зависимость между несколькими электрическими величинами. Изображение, наблюдаемое на экране осциллографа, называется осциллограммой.

Основные технические данные:

• полоса частот 0–35 мгц;

• двухканальный тракт вертикального отклонения луча: каналы А и Б;

• тракт горизонтального отклонения луча обеспечивает синхронизацию от канала А, Б, сети переменного тока частотой 50 гц, внешнюю синхронизацию и синхронизацию телевизионным сигналом;

• вход каждого канала вертикального отклонения может быть открытым и закрытым, он имеет:

– входное активное сопротивление, МОм – 1 ± 0,02;

– входную емкость – не более 30 пф;

• калибратор амплитуды и длительности обеспечивает на выходе прямоугольные импульсы типа «меандр» с частотой 1 кгц и амплитудой 0,6 В;

• предусмотрен режим десятикратной растяжки размера изображения по горизонтали: × 10;

• максимально допустимое значение амплитуды входного сигнала без выносного делителя – 90 В;

• предел допускаемой основной погрешности измерения напряжения и временных интервалов не превышает ±5 %;

• время установления рабочего режима – 15 мин.

Расположение основных органов управления на передней панели осциллографа показано на рис. 2.1, их маркировка и назначение – в табл. 2.1.

Т аблица 2.1

Органы управления, подключения и индикации осциллографа С1-151

№ позиции	Маркировка	Назначение
1	ГРУБО ← →	Ручка для грубого перемещения изображения по горизонтали на экране ЭЛТ
2	А	Переключатель для включения (нажат) и выключения (отжат) канала А тракта вертикального отклонения. При отжатых переключателях А и Б (поз. 2 и 4) – режим «А + Б». При работе в двухканальном режиме работы нажаты переключатели А и Б (поз. 2 и 4)
3	ПРЕР	Переключатель для включения прерывистого или поочередного режима работы тракта вертикального отклонения
4	Б	Переключатель для включения (нажат) и выключения (отжат) канала Б тракта вертикального отклонения. При отжатых переключателях А и Б (поз. 2 и 4) – режим «А + Б». При работе в двухканальном режиме работы нажаты переключатели А и Б (поз. 2 и 4)
5	← → ПЛАВНО	Ручка для плавного перемещения изображения по горизонтали на экране ЭЛТ
6	ms µs	Переключатель с двумя светодиодами (ms и µs) для выбора диапазона коэффициентов развертки и его индикации
7	ВРЕМЯ/ДЕЛ	Переключатель для переключения коэффициентов развертки от 0,1 до 500 с шагом 1, 2, 5
8	«× 1 × 10»	Переключатель для выключения и включения режима десятикратной растяжки размера изображения по горизонтали
9	НЕТ СИНХР УРОВ	Светодиод для индикации отсутствия синхронизации и ручка выбора уровня запуска развертки
10	АВТ ЖДУЩ	Переключатель для выбора автоколебательного или ждущего режима развертки
11	«+ –»	Переключатель для переключения полярности сигнала синхронизации
12	ПС НЧ	Переключатель для выбора формы частотной характеристики канала синхронизации
13	ОТКЛ ТВ	Переключатель для выбора режима синхронизации телевизионного сигнала по кадрам
14	СИНХР ВНЕШН	Гнездо для подключения источника внешней синхронизации
15	ИНВЕРТ	Переключатель для инвертирования сигнала в канале Б
16	1 MΩ Б 30 pF	Гнездо для подачи исследуемого сигнала на вход канала Б
17	КАНАЛ Б V/ДЕЛ	Переключатель для переключения коэффициентов отклонения от 2 мВ до 10 В в канале Б
18	─ ~ ┴ ~	Переключатели для переключения входа канала Б в положения: заземленный, открытый, закрытый
19	А СЕТЬ ВНЕШН Б	Переключатель для выбора режима синхронизации по нужному каналу, от сети или внешним сигналом
20	↑ Б ↓	Ручка для перемещения по вертикали изображения канала Б
21	↑ А ↓	Ручка для перемещения по вертикали изображения канала А
22	─ ~ ┴ ~	Переключатели для переключения входа канала А в положения открытый, закры­тый и заземленный
23	КАНАЛ А V/ДЕЛ	Переключатели для переключения коэффициентов отклонения от 2 мВ до 10 В в канале А
24	1 MΩ А 30 pF	Гнездо для подачи исследуемого сигнала на вход канала А
25	0,6V 1 kHz	Гнездо для снятия выходного сигнала встроенного калибратора
26	АСТИГ	Ручка для регулирования астигматизма
27	ФОКУС	Ручка для фокусирования луча ЭЛТ
28	ЯРКОСТЬ	Ручка для регулирования яркости луча ЭЛТ